Ingenieurbiologie

28.09.2012

Deutsch

9783825233327

UTB

Nein

Eva Hacker

383

1

Broschiert

Ingenieurbiologie, Pflanzen, Biologie, Ökologie, Bauökologie, Baubiologie, Bauphysik, Bauchemie

RNC - Angewandte Ökologie TNK - Hochbau und Baustoffe TNC - Konstruktiver Ingenieurbau, Baustatik

1 Einführung. 13 1.1 Definition und Geschichte 14 1.2 Ziele. 19 2 Baustoff Pflanze 22 2.1 Ingenieurbiologische Wirkungen von Pflanzen. 23 2.2 Biotechnische Eigenschaften von Pflanzen 26 2.2.1 Wurzelsysteme 27 2.2.2 Oberirdischen Organe. 35 2.2.3 Physiologische Fahigkeit der Pflanzen zur Transpiration 41 2.2.4 Fahigkeiten der Pflanzen zur Vergesellschaftung und Sukzession. 41 2.2.5 Morphologisch-anatomische Anpassung an Standorte 43 2.3 Ansiedlung von Vegetation 44 2.3.1 Zielvegetation. 44 2.3.2 Standortbetrachtung 44 2.3.3 Berucksichtigung standortgerechter und gebietsheimischer Arten. 45 2.3.4 Zeitfaktor und Ansiedlung 45 2.3.5 Pflanzenwahl 46 2.3.6 Ansiedlungsmoglichkeiten. 47 2.3.7 Gesamtwirkung. 47 3 Naturbau- und Begrünungshilfsstoffe 49 3.1 Naturbaustoffe 50 3.1.1 Natursteine und Erden. 50 3.1.2 Baustoffe und Bauelemente aus Holz und Reisig 51 3.1.3 Pflanzenfasern 52 3.2 Begrunungshilfsstoffe. 55 3.2.1 Dunger 55 3.2.2 Bodenverbesserungsmittel. 57 3.2.3 Kleber 58 4 Mechanische, geo- und hydrotechnische Grundlagen der Ingenieurbiologie 60 4.1 Mechanische Grundlagen. 60 4.2 Geotechnische Grundlagen 62 4.3 Hydrotechnische Grundlagen. 64 4.4 Erosion und Erosionsschutz. 67 4.4.1 Einwirkungen auf Boden und Fels. 68 4.4.2 Erosionswiderstande von Boden und Fels. 70 5 Standortbetrachtungen für ingenieurbiologisches Arbeiten. 72 5.1 Standortfaktoren. 72 5.1.1 Naturraumliche Situation. 72 5.1.2 Boden 73 5.2 Vegetationskundliche Erhebungen 75 5.2.1 Bedeutung von pflanzensoziologischen Aufnahmen. 76 5.2.2 Bedeutung der potenziell naturlichen Vegetation. 76 5.2.3 Bedeutung von Arealkarten. 78 5.2.4 Bioindikation. 79 5.3 Boschungen, Hange und Ufer als Pflanzenstandorte. 83 5.3 Gewassergute. 85 6 Vegetationsstrukturen zur ingenieurbiologischen Sicherung und Gestaltung. 86 6.1 Bedeutung und Initiierung einer schutzenden Pflanzendecke. 86 6.2 Vegetationsstrukturen und ihre Aufgaben. 89 6.2.1 Vegetationsstrukturen aus krautigen Pflanzen und Grasern 90 6.2.2 Vegetationsstrukturen aus Flutrasen, Rohrichten und Feuchthochstauden 92 6.2.3 Geholzstrukturen aus Strauchern 93 6.2.4 Geholzstrukturen aus Baumen. 95 6.3 Hinweise auf lebende Baustoffe und Bauweisen zur Initiierung von Vegetationsstrukturen. 97 6.3.1 Krautige Pflanzen und Graser 98 6.3.2 Rohrichte und Hochstauden. 102 6.3.3 Baume und Straucher. 103 7 Planung, Ausführung und Pflege ingenieurbiologischer Maßnahmen, Sicherheitsbetrachtungen. 107 7.1 Planung ingenieurbiologischer Masnahmen. 107 7.2 Leistungsphasen der Objektplanung 109 7.2.1 Grundlagenermittlung. 109 7.2.2 Vorentwurf. 109 7.2.3 Entwurfsplanung 110 7.2.4 Genehmigungsplanung. 110 7.2.5 Ausfuhrungsplanung 110 7.2.6 Vorbereitung der Vergabe 111 7.2.7 Bauuberwachung. 111 7.2.8 Objektbetreuung und Dokumentation. 111 7.3 Ausfuhrung ingenieurbiologischer Masnahmen. 111 7.4 Bauausfuhrung. 111 7.5 Sicherheitsbetrachtungen. 112 7.5.1 Planungs- und bauvertragrechtliche Hintergrunde. 112 7.5.2 Empirische Sicherheits- und Qualitatsstandards. 113 7.5.3 Statistische Einschatzung klimatologischer und hydrologischer Ereignisse. 114 7.5.4 Sicherheitsbewertungen auf der Grundlage von mechanischen Modellen 115 7.5.5 Globale Sicherheitsnachweise 115 7.5.6 Bewertung auf der Grundlage eines landschaftsokologischen Bewertungsverfahrens. 116 7.5.7 Fazit und Empfehlung 116 8 Ingenieurbiologie im Erdbau 117 8.1 Anmerkungen zum Stand und zu den Regeln der Technik. 117 8.2 Boschungsgestaltung 120 8.3 Geotechnisch stabile Gelandeformen. 124 8.3.1 Rutschungseinflusse. 125 8.3.2 Mechanische Modelle und rechnerische Nachweise zur Standsicherheit 125 8.3.3 Blockmodelle mit ebenen Gleitflachen 127 8.4 Regelung des Wasserhaushaltes an Boschungen. 127 8.4.1 Oberflachenwasserabfluss aus dem Oberhang 128 8.4.2 Sicker- und Schichtwasseraustritte 129 8.4.3 Entwasserung oberflachennaher Grenzschichten. 130 8.4.4 Biotechnische Entwasserung 130 8.4.5 Schutz unterhalb liegender Anlagen, Wege, Strasen und Platze vor Wasser aus Boschungen. 131 8.5 Erosion und Erosionsschutz auf Boschungen und Hangen 132 8.5.1 Erosionseinwirkungen und -widerstande 132 8.5.2 Erosionswiderstand von Vegetationsbestanden auf Boschungen. 133 8.5.3 Erosionswiderstande durch Bauweisen auf Boschungen. 134 8.5.4 Ansiedlung von Vegetationsstrukturen zur Erosionsminderung 140 8.5.5 Unterhaltungsarbeiten auf Boschungen und Hangen 149 8.6 Gestaltung und Begrunung von Felsboschungen 150 8.7 Boschungen auf stark anthropogen veranderten Standorten. 152 8.7.1 Technogene Standorte ohne Vegetationstragschicht. 153 8.7.2 Sicherung mit Vegetationstragschichten. 155 8.7.3 Deponien und Altablagerungen. 156 9 Ingenieurbiologie an Regenwassermulden und Erosionsgräben. 158 9.1 Regenwassergraben, -rinnen und -mulden. 158 9.1.1 Problematik. 158 9.1.2 Stand und Regeln der Technik. 159 9.1.3 Problemlosungen und Vorgehensweise. 160 9.1.4 Begrunung von Regenwasserruckhaltebecken und Versickerungsmulden. 164 9.2 Erosionsgraben- und Runsensanierung. 166 9.2.1 Problematik. 166 9.2.2 Problemlosungen und Vorgehensweise. 166 9.2.3 Sanierungsbauweisen des Lebendbaus 168 9.2.4 Kombination von Natursteinsicherungen mit Lebendbau 169 10 Ingenieurbiologische Sicherung und Gestaltung an Gewässern. 171 10.1 Anmerkungen zum Stand und zu den Regeln der Technik. 171 10.2 Grundlagen ingenieurbiologischer Planungen an Fliesgewassern 174 10.2.1 Aufbau von Fliesgewassern. 174 10.2.2 Ziele bei Masnahmen an Fliesgewassern. 178 10.3 Fliesgewasser im Bergland und steilen Hugelland 182 10.3.1 Probleme und Losungsansatze bei der Gewasserrevitalisierung. 182 10.3.2 Bache im Berg- und Hugelland mit Sohlenerosion. 188 10.3.3 Berg- und Hugellandgewasser mit Seitenerosion. 191 10.3.4 Gestaltung in Ortslagen im Bergland. 198 10.4 Gewasser im Flachland und flachen Hugelland. 200 10.4.1 Probleme und Losungsansatze bei der Gewasserrevitalisierung. 200 10.4.2 Kleine Gewasser im Flachland. 205 10.4.3 Gestaltung in Ortslagen im Flachland. 213 10.5 Ingenieurbiologisch wirksame Strukturen und Bauweisen fur Fliesgewasser. 214 10.5.1 Strukturen aus Flutrasen, Rohrichten und Feuchthochstauden 214 10.5.2 Vegetationsstrukturen aus Wiesen- und Rasenarten... 216 10.5.3 Geholzstrukturen 217 10.5.4 Strukturen aus Holz und Reisig. 220 10.5.5 Strukturen aus Natursteinen und Erden 223 10.6 Ufersicherung an stehenden Gewassern 227 10.6.1 Einwirkungen auf die Seeufer 227 10.6.2 Standortfaktoren an stehenden Gewassern. 227 10.6.3 Ufersicherungen und Schutz 231 10.7 Vegetation auf Flussdeichen und Staudammen. 237 11 Ingenieurbiologische Sicherung und Gestaltung an Küsten. 241 11.1 Dunenstandorte 242 11.1.1 Dunenaufbau am Beispiel der Nordseekuste. 242 11.1.2 Bauweisen zur Sicherung und Entwicklung von Vor- und Weisdunen. 247 11.1.3 Bauweisen zur Sicherung und Entwicklung von Grau- und Braundunen. 249 11.1.4 Dunen- und Steiluferschutz an der Ostsee. 252 11.2 Vorlander 254 11.2.1 Aufbau eines Wattvorlandes. 255 11.2.2 Sicherung und Entwicklung eines Vorlandes. 258 11.2.3 Entwicklung und Sicherung von Boddenufern an der Ostsee. 261 11.3 Seedeiche 261 11.3.1 Sicherung des Deichfuses im Supralitoral. 262 11.3.2 Sicherung der marin beeinflussten Deichberme 263 11.3.3 Sicherung der marin unbeeinflussten Deichausenund der Innenberme. 263 12 Ingenieurbiologie bei Wind- und Emissionseinwirkungen. 265 12.1 Windschutz. 266 12.1.1 Windschutz durch Geholzstreifen 266 12.1.2 Windschutz an Verkehrswegen 268 12.1.3 Windschutz auf landwirtschaftlichen Flachen. 268 12.1.4 Windschutzpflanzungen. 269 12.1.5 Windschutz in unterschiedlichen Landschaften 270 12.2 Immissions- und Staubschutz. 275 12.3 Larmschutz. 277 12.3.1 Geholzpflanzung ohne Erdwall 278 12.3.2 Geholzpflanzung mit Erdwall. 278 12.3.3 Steilwalle mit Bepflanzung. 279 12.3.4 Steilwande und Bepflanzung. 280 12.4 Blendschutz. 280 12.5 Pflanzenverwendung 281 13 Übertragbarkeit ingenieurbiologischer Arbeitsweisen 283 13.1 Ingenieurbiologie im Hochgebirge. 283 13.2 Ingenieurbiologie an Flussen in Sudeuropa. 284 13.3 Ingenieurbiologie und vom Feuer gefahrdete Gebiete. 286 13.4 Ingenieurbiologie und Durreregionen 288 13.5 Ingenieurbiologie an Kustenstandorten 289 13.6 Ingenieurbiologie in den Tropen 291 13.7 Ausblick. 294 Anlage A: Pflanzentabellen nach Bauweisen und Standorten 295 A 1 Auswahl bodenfestigender Geholze zur Boschungssicherung. 296 A 2 Auswahl von Ufergeholzen fur ingenieurbiologische Arbeiten 302 A 3 Auswahl bodenfestigender Graser und Krauter zur Boschungssicherung. 306 A 4 Auswahl bodenfestigender Rohrichte, Hochstauden, Sus- und Sauergraser 312 Anlage B: Hinweise zu Baustoffen. 316 B 1 zu Natursteinen und Erden 316 B 2 zu Baustoffen und Bauelemente aus Holz, Reisig und Pflanzenfasern 318 B 3 Begrunungshilfsstoffe. 319 Anlage C: Geotechnische Grundlagen 320 C 1 Begriffe der Mechanik und Bodenmechanik. 321 C 1.1 Mechanische Begriffe. 321 C 1.2 Bodenklassifizierung fur bautechnische Zwecke gemas DIN 18 196. 322 C 1.3 Bodenmechanische Eigenschaften. 323 C 1.4 Teilsicherheitswerte. 324 C 2 Bodenmechanische Betrachtungen zur Boschungsstabilitat in einfachen Fallen. 325 C 2.1 Rutschung einer boschungsparallen Vegetationstragschicht. 325 C 2.2 Oberflache einer Boschung aus homogenem nicht bindigen Boden. 328 C 2.3 Untersuchung einer kreisformigen Gleitflache in homogenen Boden 330 Variante 1: hoher Grundwasserstand 331 Variante 2: Sicherung durch Geholzvegetation. 334 C 3 Hinweise zum Erdbau. 336 Anlage D: Informationen zu Klima und Hydrologie. 339 D 1 Bezeichnungen. 339 D 2 Klima. 340 D 2.1 Wind. 340 D 2.2 Schnee. 341 D 2.3 Starkniederschlage. 342 D 3 Physikalische Eigenschaften des Wassers 343 D 4 Wasserhaushaltsbilanz. 343 D 4.1 Grundgleichung fur den Wasserhaushalt 344 D 4.2 Beispiele aus der Ingenieurbiologie. 345 D 5 Bemessungsabflusse. 346 D 5.1 Abflussspenden nach Schroder (1994) fur Mitteleuropa 347 D 5.2 Kleinsteinzugsgebiete in der freien Landschaft. 347 D 5.3 Kleinsteinzugsgebiete mit hohem Versiegelungsgrad 347 D 5.4 Niederschlag-/Abflussmodelle fur Einzugsgebiete mittlerer Grose. 348 D 5.5 Grose Einzugsgebiete mit Flusspegeln 348 D 5.6 Ermittlung hydrologischer Daten durch die hydraulische Berechnung beobachteter Hochwasser 349 Anlage E: Hydraulische Grundlagen der Ingenieurbiologie 350 E 1 Bezeichnungen. 350 E 2 Hydrostatik – Auftrieb, Wasserdruck. 351 E 3 Wellenbewegungen an stehenden Gewassern. 353 E 4 Aspekte der Fliesgewasserhydraulik. 358 E 4.1 Hydrotechnische Begriffe und Gesetzmasigkeiten. 358 E 4.2 Berechnung von Wasserspiegelhohen und Fliesgeschwindigkeiten aus gegebenen Flussprofilen und Abflussen. 362 E 4.3 Bewertung von Gewasserabschnitten im Hinblick auf Erosion und Sedimentation. 366 E 5 Bemessung einer Steinschuttung. 370 E 6 Stromungskrafte. 371 Literaturverzeichnis 372 Sachregister 381

215 mm

15 cm